[发明专利]一种针对玻璃化转变温度高的脆性材料的多重自修复结构的设计

说明书

本发明涉及耐高温高分子材料制备领域，具体涉及一种针对玻璃化转变温度高的脆性材料的多重自修复结构的设计，该方法通过引入自修复结构提高了材料的韧性，当受到破坏产生微裂纹时可以通过局部加热，自动修复微裂纹。这种具有自修复功能的耐温材料适合应用在耐高温、耐烧蚀的力学承力结构上，微小裂纹的恢复会使其力学性能也可以迅速恢复，延长了材料的使用寿命，增加了结构材料的可靠性。

技术领域

本发明涉及耐高温高分子材料制备领域，具体涉及一种针对玻璃化转变温度高的脆性材料的多重自修复结构的设计。

背景技术

玻璃化转变温度高的材料一般脆性都很大，因为玻璃化转变温度高的材料的结构刚性比较大，导致脆性大，容易产生脆性微裂纹。利用动态可逆键可以修复这些微裂纹，但是对于玻璃化转变温度高的脆性材料来说，链段运动困难，单单靠动态可逆键来修复，没有链段运动的协效作用，很难达到自修复的效果。本发明采用一种可靠的方法来解决这一问题，该方法是在脆性材料体系中引入热塑性聚合物，热塑性聚合物加热后熔融，就代替了链段运动，可以和自修复键产生协效作用，热塑性聚合物既能起到物理增韧和物理填充微裂纹的作用，也可以实现其热塑性聚合物与邻苯二甲腈聚合物之间形成动态可逆键，进行化学修复微裂纹的目的。

发明内容

本发明的目的是为了解决Tg温度高的脆性聚合物脆性大，容易产生微裂纹的问题，并提出对已经产生的微裂纹的聚合物进行物理和化学双重自修复的方法。

为实现上述目的，本发明提供一种针对玻璃化转变温度高的脆性材料的多重自修复结构，所述结构由耐高温树脂、热塑性聚合物和填料按照比例混合制备而成，所述结构经过固化后具有良好的韧性，当受到破坏产生微裂纹时可以通过加热，对微裂纹自动进行修复。

优选的，所述耐高温树脂为耐高温环氧树脂、耐高温氰酸酯树脂、耐高温邻苯二甲腈树脂中的一种或者几种。

优选的，所述热塑性聚合物是带有活性基团的聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚苯硫醚、聚醚醚酮。

优选的，所述填料包括具有导热性和吸光作用，其中具有导热性的填料为碳粉、碳纳米管、石墨烯、金属银粉、金属锌粉、金属金粉、氮化铝粉、氮化硼粉、碳化硅粉中的一种或者几种，具有吸光作用的填料为钛白粉、联吡啶染料、聚多巴胺、苯胺黑中的一种或者几种。

优选的，所述比例是高温树脂不小于50％，热塑性聚合物为20％-40％，填料为10％-30％。

优选的，所述修复是指玻璃化转变温度高的热固性聚合物与热塑性聚合物含有活性基团，发生反应，形成动态可逆键，通过加热，热塑性聚合物熔融，相对流动代替了链段运动，通过流动先是物理填补微裂纹，然后它们发生自修复反应，又通过动态可逆键把两种聚合物连接上，以达到物理和化学两方面的修复。

优选的，所述动态可逆键是氢键、二硫键、DA动态共价键、配位键中的一种或者几种。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在脆性材料体系中引入热塑性聚合物，热塑性聚合物加热后熔融，就代替了链段运动，可以和自修复键产生协效作用，热塑性聚合物既能起到物理增韧和物理填充微裂纹的作用，也可以实现其热塑性聚合物与邻苯二甲腈聚合物之间形成动态可逆键，进行化学修复微裂纹的目的。

具体实施方式

下面结合实例对本发明进行进一步的说明。

实施例1